UNIVERSIDAD “PRIVADA DEL NORTE” - TRUJILLO
Facultad de Ingeniería Escuela Profesional de Ingeniería Civil
TEMA
: REFORZAMIENTO EN EDIFICACIONES DE ADOBE.
NOMBRE DEL CURSO
: FISICA II
PROFESOR
: LIC. LIC ISAÍ CARLOS ABANTO
FECHA
: TRUJILLO, 05 DE JUNIO DEL 2013
ALUMNO (a) GONZALES MAURICIO, Luis
CÓDIGO 55684
LEONARDO CARRASCO, Wesley
058924
PERALTA FERRER, Sandra TAMAYO AVALOS, Junior
55676
VELASQUEZ PAREDES, Gerson
56772
VILLARROEL CIEZA, Juan
NOTA: ……............................. EN NUMERO
EN LETRA
................................................ FIRMA DEL PROFESOR
REFORZAMIENTO EN EDIFICACIONES DE ADOBE 1. RESUMEN. Diferentes eventos sísmicos que se han producido en la historia del Perú generan daños considerables en las viviendas de adobe que aun hoy bordean los 35% del total, mayoritariamente ubicadas en zonas rurales. Este trabajo se basa en tesis desarrolladas por bachilleres de la Pontificia Universidad Católica del Perú, para la obtención del título de ingeniero civil; cuyos ensayos fueron realizados en el Laboratorio de Estructuras de la Universidad utilizando geomallas para el refuerzo de los muros de adobe, buscando así disminuir la vulnerabilidad de estas edificaciones. Se ensayaron en total 5 unidades de albañilería a compresión, 5 pilas a compresión, 3 muretes a tracción diametral, así como 3 muros a flexión de dimensiones 0.8x1.6m apoyados sobre una viga de cimentación, reforzados con geomalla y por primera vez con un tarrajeo de cemento/arena en relación 1 a 5. También se realizan comparativos con una Tesis anterior donde se había ensayado muros reforzados con geomalla pero tarrajeados con mortero de tierra y también un muro sin refuerzo. A diferencia de ensayos anteriores realizados en la PUCP, la utilización de cemento en el tarrajeo dota a los muros de una mayor Resistencia Elástica (más del doble), pero a su vez al ser este tarrajeo un elemento frágil, al producirse la primera fisura hay una pérdida drástica de resistencia y la geomalla debe poseer tal característica que pueda resistir este cambio, esta caída brusca y después de ello debe comenzar a dotar al muro de resistencia. Se realiza también distintos modelos que nos ayuda a ver de forma numérica si los resultados obtenidos tienen un fundamente teórico, obteniendo resultados muy similares que nos ayudan a predecir a cierto punto el comportamiento de los ensayos.
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. El adobe es una masa de tierra, arena, agua y a veces con paja, moldeada en forma de ladrillo y secado al sol, se utiliza para la construcción de paredes y muros de variadas edificaciones. Ha sido el elemento más utilizado en la construcción desde el inicio de las primeras culturas precolombinas; algunos vestigios de estas ciudades se mantienen hasta nuestros días como la ciudadela de Chan Chan, que es considerada la ciudad de barro más grande de América con 20km2 aproximadamente. Aún hoy, es un elemento muy importante en la construcción en nuestro país, según el último indicador del INEI para el 2010, el adobe representa el 35% de las construcciones en el País, siendo un 22% en la Costa y un 67% en la Sierra, sobre todo en zonas rurales. Pero también es conocido que el adobe es un material que casi no presenta resistencia a la tracción y posee una alta inestabilidad mecánica, lo que lo hace muy vulnerable ante fenómenos naturales como sismos e inundaciones. En el marco de este contexto, La Pontificia Universidad Católica del Perú, Universidad Nacional de Ingeniería, Agencia Internacional de Desarrollo, y en los últimos años con
el apoyo del Gobierno de Japón a través del Instituto de Investigación de Edificaciones se realiza (desde la década del 70) un programa experimental de estudio e investigación para reducir la vulnerabilidad sísmica de las construcciones de adobe habiendo obtenido importantes resultados de aplicación en la práctica. Los últimos estudios realizados comprenden el reforzamiento de muros de adobe con mallas de polímeros o geomallas, donde actúa como un reforzamiento sísmico disminuyendo drásticamente la vulnerabilidad de estos muros. A todo lo anterior se podrá hacer un módulo que tenga la resistencia necesaria ante un evento sísmico.
3. HIPÓTESIS. A través de distintos ensayos en laboratorio obtener la técnica de reforzamiento para edificar un módulo de adobe.
4. OBJETIVOS. GENERAL: Montar un módulo para describir y predecir el comportamiento de los muros de adobe con refuerzo.
ESPECÍFICOS:
Determinar el suelo correcto para la fabricación de adobes. Construir muros de adobe para utilizarlos en laboratorio. Utilizar geomallas de polipropileno o de acero corrugado. Brindar seguridad a la construcción de adobe. Realizar una construcción amigable y económica.
5. FUNDAMENTO TEÓRICO. ANTECEDENTES: El 15 de agosto de 2007, un terremoto de 8 grados de magnitud sacudió la costa sur del Perú, destruyendo viviendas, vías de acceso, escuelas y centros comunitarios. INDECI, el Instituto Nacional de Defensa Civil, reportó 595 muertos y 2,800 heridos en toda la zona del siniestro. Según INDECI e INEI, Instituto Nacional de Estadística e Informática, aproximadamente 80,000 viviendas fueron afectadas en los departamentos de Lima, Ica y Huancavelica. Este sismo no hizo más que acrecentar la sensación de pérdida, temor y desesperación, especialmente entre las comunidades rurales y suburbanas marginadas. Año y medio después del terremoto, las necesidades de ayuda humanitaria han sido atendidas en su mayor parte, pero el inicio de la fase de reconstrucción es muy lento, siendo el mayor problema la falta de atención a las áreas rurales. El desastre puso de relieve la pobreza y vulnerabilidad extrema típica de las condiciones de vida de las comunidades rurales y suburbanas en el Perú, y no hizo más que aumentar los niveles de pobreza y los riesgos que enfrentan las comunidades pobres. Además, las prácticas de construcción de viviendas de las poblaciones pobres son precarias desde el punto de vista estructural y se construyen sin apoyo técnico. Sin
embargo, se construyen con materiales que se consiguen fácilmente en la zona y cuya producción casera es barata y rápida, tal como son los bloques de adobe. La tecnología de construcción de viviendas en adobe reforzado con geomalla fue desarrollada mediante investigaciones realizadas por la Facultad de Ingeniería Civil de la Pontificia Universidad Católica del Perú, demostrando una alta resistencia a sismos de grandes magnitudes, similares y/o superiores al ocurrido el 15 de agosto del año 2007 en el sur chico del Perú. Es importante señalar que la Universidad, como una entidad académica, ha participado en el proceso de reconstrucción de dos maneras: (1) transfiriendo la tecnología de construcción sismo-resistente a los pobladores de las zonas afectadas por el terremoto a través de proyectos de capacitación en construcción y (2) elaborando propuestas de construcción sismo-resistente que permitan optimizar los recursos económicos que tienen o que pueden obtener los damnificados por parte del Estado. Las organizaciones civiles involucradas en el proyecto de reconstrucción consideran que la reconstrucción en las zonas rurales debe contar con 4 componentes fundamentales: la organización de los beneficiarios y gobiernos locales, una estrategia de comunicación, una estrategia de capacitación y una estrategia de definición del kit de materiales y de distribución. En este sentido, el trabajo formulado pretende responder al proceso de reconstrucción, con una tecnología práctica y amigable de construcción de viviendas seguras, saludables y económicas, como elemento primordial de un sistema integral de desarrollo de capacidades locales en favor de las poblaciones más pobres de las zonas rurales afectadas.
JUSTIFICACIÓN: En primer lugar, surge como una motivación en el aspecto de nuestra formación profesional y sobretodo como una contribución a nuestro país ya que con este proyecto se trata de disipar los costos económicos de la construcción en sus diversas etapas y al mismo tiempo generar un ambiente de seguridad ante eventos naturales que traten de afectar a la edificación de adobe y al mismo tiempo utilizando la materia prima del lugar manteniendo una armonía con el medio ambiente.
6. DISEÑO, MATERIALES Y EQUIPOS. DIDEÑO: El módulo se distribuye en 4 ambientes, de los cuales dos de ellos pueden ser usados como dormitorios y los otros dos como ambientes de uso múltiple. La conformación del techo, al estar elevado 80 cm. en su parte central, genera una mayor altura que permite una distribución adecuada de la ventilación. La iluminación para cada ambiente está dada por ventanas, ubicadas en cada uno de los ambientes y por las puertas traslúcidas ubicadas en los espacios de uso múltiple. El modulo de vivienda incorpora la construcción de 4 habitaciones, con un área útil neta techada de 35.3 m2 (incluye el área de pase de vanos de 2.1 m2).
MATERIALES: Adobes de 40x40x10 cm................................................. 1150 unidades Adobes de 40x20x10 cm................................................. 200 unidades Fierro corrugado de 3/8”................................................. 09 varillas Fierro corrugado de 1/2”................................................. 02 varillas Fierro de 1/4”.................................................................. 25 kg Malla electrosoldada de ¾”, 0.90m de ancho................. 60 m Cemento.......................................................................... 56 bolsas Alambre No. 16............................................................... 07 kg Alambre No. 06............................................................... 12 kg Cal................................................................................... 01 kg Cubierta........................................................................... 49 m2 Viga Solera 4”x4”x10p.................................................... 03 unidades Correas de tornillo 1.5”x2”x11p...................................... 42 unidades Viguetas 2.5”x6”x17p..................................................... 07 unidades Clavos de 4”.................................................................... 03 kg Clavos de 2 1/2”............................................................... 07 kg Clavos de 5”.................................................................... 01 kg Hormigón......................................................................... 10 m3 Arena Gruesa................................................................... 2 m3
Arena Fina....................................................................... 2 m3
EQUIPOS:
Instrumentos de laboratorio. Gavas. Palas. Paja. Carretillas. Baldes.
7. PRODECIMIENTO. 7.1. SELECCIÓN DE SUELOS: 7.1.1. SUELOS APROPIADOS: La tierra para fabricar adobes debe estar formada por 25 a 45% de limos y arcillas y el resto de arena. La proporción máxima de arcilla será del 15% al 17%. La tierra no debe ser de cultivo.
7.1.2. PRUEBAS DE SELECCIÓN: Son pruebas cuyo resultado nos dará a conocer la calidad de la tierra analizada y si es apropiada para fabricar adobes.
A) PRUEBA GRANULOMÉTRICA (Prueba de la botella): Sirve para determinar la proporción de los componentes principales (arena, limos y arcilla) de la tierra. Llenar con tierra tamizada (tamiz Nº 4) una botella de boca ancha de un litro de capacidad hasta la mitad de su altura. Llenar la parte restante con agua limpia. Agitar vigorosamente la botella hasta que todas las partículas de la tierra estén en suspensión. Poner la botella sobre una mesa y esperar que todas las partículas de arena reposen al fondo. Las partículas de arena
reposarán inmediatamente. Las partículas de limos y arcilla durante algunas horas. Finalmente medir las capas para determinar la proporción de arena y limos con arcilla. Se recomienda que la cantidad de arena fluctúe entre 1.5 a 3 veces la cantidad de limos y arcilla. Por ejemplo, si tenemos una altura de 3 cm. con limos y arcillas, la altura de la arena deberá estar comprendida entre 4.5 a 9 cm.
B) PRUEBA DE PLASTICIDAD (Prueba del rollo): Sirve para determinar la calidad de la tierra y nos permite saber si ésta es arcillosa, arenosa o arcillo-arenosa. Consiste en formar con tierra humedecida un rollo de 1.5 cm. de diámetro, suspenderlo en el aire y medir la longitud del extremo que se rompe. Se presentan tres casos: TIERRA ARENOSA (INADECUADA): Cuando el rollo se rompe antes de alcanzar los 5 cm. TIERRA ARCILLO-ARENOSA (ADECUADA): Cuando el rollo se rompe al alcanzar una longitud entre 5 y 15 cm. TIERRA ARCILLOSA (INADECUADA): Cuando el rollo alcanza una longitud de 15 cm.
C) PRUEBA DE RESISTENCIA (Prueba del disco): Consiste en amasar tierra húmeda y elaborar 5 discos de 3 cm. de diámetro por 1.5 cm. de espesor, dejarlos secar por un periodo de 48 horas y luego tratar de romperlos. Se presentan dos casos: BAJA RESISTENCIA (INADECUADA): Cuando el disco se aplasta fácilmente. MEDIA O ALTA RESISTENCIA (ADECUADA): Cuando el disco se aplasta con dificultad o se rompe con un sonido seco.
7.2.
SISTEMA ESTRUCTURAL.
7.2.1. CIMIENTOS: La cimentación tiene una dimensión de 0.40 m. de ancho y 0.60 m. de altura, construida con cemento ciclópeo en proporción 1:12 con 50% de piedra grande.
7.2.2. SOBRECIMIENTOS: El sobrecimiento, al cual se le inserta la geomalla, tiene una dimensión de 0.40 m. de ancho y 0.30 m. de altura y también es construido de cemento ciclópeo con proporción 1:10 con 25% de piedra mediana. 7.2.3. MUROS: Los muros son de 0.40 m. de espesor y 2.10 m. de altura. En su parte superior están coronados por una viga collar y son envueltos en su totalidad por una geomalla sobre la cual se incorpora un recubrimiento de tierra-arena (tarrajeo) de 2.5 cm. de espesor como máximo.
7.2.4. PISOS: El módulo incorpora pisos de cemento pulido de 0.10 cm. de espesor.
7.2.5. TECHO: La cubierta del módulo –usada típicamente en la zona rural de la costa- está conformada por vigas de caña guayaquil, sobre las cuales se coloca una cobertura de caña chancada, plástico, estera de totora y torta de barro de 3.0 cm. de espesor.
7.2.6. PUERTAS Y VENTANAS: Las puertas y ventanas son fabricadas según diseño, con ángulos y perfiles metálicos tipo LAF y con vidrio crudo semidoble traslúcido.
7.2.7. INSTALACIONES ELÉCTRICAS: El módulo no considera instalaciones eléctricas. Sin embargo, estas pueden ser adosadas a los muros mediante canaletas y las líneas de tomacorrientes empotradas en el piso, alcanzando una altura de caja final no mayor a 0.25 m. sobre el nivel de piso terminado. No se permitirá el picado de muros y el corte de geomalla.
7.2.8. FABRICACIÓN DE ADOBES: Las piezas de adobe tendrán dimensiones de 40x40x10 cm. para conformar los muros y de 40x20x10 cm. solamente para los casos de encuentros.
7.2.9. MURO DE ADOBE: La construcción de los muros de adobe se realizará por medio de un mortero de unión de la misma calidad de la mezcla usada en la fabricación de los adobes. La resistencia de los muros dependerá de la calidad del mortero, más que de la del adobe. Las juntas del muro de adobe serán de 1 cm. tanto en forma horizontal como vertical y se dejarán cintas de rafia de 70 cm. de longitud, separadas cada 30 cm. en horizontal y cada 3 hiladas como máximo en vertical, con el fin de que sirvan como conectores para la fijación de la geomalla al muro. TARRAJEO O ENLUCIDO: El mortero de tierra y arena en una proporción de 1:1, se aplica en una sola acción conformando una capa con un espesor no mayor a 2.5 cm., cubriendo la geomalla y proporcionando el acabado al muro. 8. CONCLUSIONES: El éxito del proyecto se logrará, a través de su masificación, en sus diversas tipologías, localizándolas en los diferentes espacios geográficos del país. Se determinó que la geomalla reduce las fallas sufridas en las viviendas de adobe por causa sísmica. El desarrollo constructivo respeta lo estipulado en la Norma Técnica Peruana E-080, avalado por los ensayos realizados por la PUCP. Es muy necesario concientizar a la población acerca de la tecnificación para realizar este tipo de viviendas. Los costos necesarios para la construcción de estos módulos son bajos por lo que hace posible la realización de los mismos. Es necesario contar con un buen suelo para la utilización del mismo en la elaboración de los adobes. Se pueden variar algunos materiales en el momento del proceso constructivo de acuerdo a la zona a realizarse. 9. REFERENCIAS: • www.ceresis.org/proyect/madobe/manual.htm •
www.santaeufemiadelarroyo.es/
•
blog.pucp.edu.pe/action.php?action...Reforzamiento...Adobe.
•
www.slideshare.net/laraditzel/20100410-angel-san-bartolome
•
www.civiles.org/publi/terremoto_cartago/Roy_Acuna01.pdf
•
www.santaeufemiadelarroyo.es/.../Viviendas
•
www.ceresis.org/proyect/adobe.htm
•
CRYRZA MINISTERIO DE VIVIENDA 1971. Manual para la Construcción de Viviendas de Adobe (PREVI)-NACIONES UNIDAS.
•
MINISTERIO DE VIVIENDA Y CONSTRUCCIÓN 1979. Adobe: Diseño y Construcción. Manual Técnico de la Oficina de Investigación y Normalización (OIN). Lima-Perú.
10. ANEXOS:
DISTRIBUCIÓN ARQUITECTÓNICA
TIPOS DE AMARRE